基于穩(wěn)健性的半掛汽車列車平順性優(yōu)化設(shè)計技術(shù)研究.pdf

1、行駛平順性作為半掛汽車列車一項重要性能，直接影響到駕駛員乘坐舒適性和駕駛疲勞強度，進而影響到駕駛安全性，對駕駛員生命和其他道路車輛的安全行駛具有重要影響。同時平順性能也是影響整車燃油經(jīng)濟性和車輛零部件的壽命的重要因素。因此通過科學(xué)合理的優(yōu)化手段提高半掛汽車列車的平順性具有十分重要的意義。
　　傳統(tǒng)的確定性優(yōu)化方法對整車進行平順性設(shè)計時，忽略了在生產(chǎn)制造、裝配過程中導(dǎo)致設(shè)計變量的實際值與設(shè)計值存在差異，這種差異稱為變差。設(shè)計變量的變

2、差會傳遞給目標函數(shù)或約束函數(shù)，使得目標函數(shù)和約束函數(shù)無法保持穩(wěn)健性，并最終影響優(yōu)化結(jié)果。鑒于此，本文以半掛汽車列車為研究對象，考慮設(shè)計變量的變差對目標函數(shù)和約束函數(shù)的影響，采用基于容差模型的穩(wěn)健性優(yōu)化方法，對該車進行了平順性優(yōu)化設(shè)計，使得優(yōu)化結(jié)果保持了穩(wěn)健性和魯棒性。具體研究內(nèi)容如下:
　　(1)建立了半掛汽車列車9自由度振動力學(xué)模型和路面激勵模型，依據(jù)拉格朗日法推導(dǎo)出其數(shù)學(xué)微分方程。根據(jù)隨機振動理論求解出半掛汽車列車在路面激勵下

3、的加速度、懸架動撓度、輪胎動載荷響應(yīng)。
　　(2)以IS02631作為整車平順性評價標準，分析了懸架剛度、阻尼、鞍座位置參數(shù)、車速、路面等級對整車平順性影響。選取牽引車前后軸懸架剛度和阻尼，鞍座位置參數(shù)為設(shè)計變量，通過二次回歸正交組合設(shè)計，建立了平順性目標函數(shù)和約束函數(shù)的回歸方程，并且通過參數(shù)檢驗驗證了回歸方程的正確性，為穩(wěn)健性優(yōu)化奠定了基礎(chǔ)。
　　(3)考慮到實際零部件制造和裝配過程中的會導(dǎo)致實際值與設(shè)計值存在變差的情況。

4、選擇上述仿真分析中對平順性影響較大的參數(shù)為設(shè)計變量，建立基于容差分析原理的穩(wěn)健性優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，對半掛汽車列車平順性進行了優(yōu)化，且同時用確定性方法對整車平順性進行優(yōu)化。然后在設(shè)計變量值在發(fā)生變差的情況下，對比兩種優(yōu)化結(jié)果中目標函數(shù)的穩(wěn)健性以及設(shè)計解可行穩(wěn)健性，結(jié)果表明基于容差模型的優(yōu)化要比確定性優(yōu)化更能保持優(yōu)化結(jié)果的穩(wěn)健性和魯棒性，更加符合工程實際的需求。
　　(4)針對穩(wěn)健優(yōu)化后的半掛汽車列車建立Simulink時域仿真模型，然后